“仿星器”投入运行:助人类实现可控核聚变 宇宙

　　10月30日消息，科学家、学者们正接近将世界上最大的“仿星器”投入使用。所谓“仿星器”(Stellarator)，顾名思义就是对恒星的模仿，本质上这是一种核聚变反应研究设备。

　　这里提到的这台仿星器代号“Wendelstein 7-X(W7-X)”，其一次运行可以连续约束超高温等离子体长达30分钟。这台设备坐落在德国格赖夫斯瓦尔德(Greifswald)，研究人员表示这一超凡设计的装置最终将帮助人类将可控核聚变变为现实。

　　长期以来，实现对超高温等离子体的长时间约束一直是反应堆设计领域的圣杯，因为这将能够为人类提供几乎用之不竭的能源。核聚变反应堆，就如同这里提到的W7-X型反应堆，利用两种类型的氢原子实现运行——氘和氚，并将这些气体注入到约束舱内。随后科学家们对其施加能量，从而使这些氢同位素原子的电子脱离原子，形成等离子体，在此过程中会释放出巨大的能量。强大的磁场会阻止这些等离子体接近舱壁，这种强大磁场是采用包裹约束舱的超导线圈以及存在于这些等离子体中的电流产生的。

　　一般在核聚变领域最为常见的设计方案被称为“托克马克”，其典型外观是一种中空的金属舱，外形则有点类似一个甜甜圈。随后其中的“燃料”开始被加热，一直到温度超过1500万摄氏度，从而产生超高温等离子体。

　　但尽管托克马克装置非常适合用来约束这些等离子体，但其本身仍然存在着一些安全隐患，比如电流中断或磁场中断都将导致严重后果，这样的中断将对整个反应堆造成破坏。

　　德国马克斯普朗克研究所的科学家们指出，W7-X型反应堆则是一种更加实用的选择，其可以克服存在于托克马克装置设计中存在的安全问题。

　　美国威斯康星大学麦迪逊分校的核工程师大卫·安德森(David Anderson)表示：“从事托克马克装置领域研究的人们正密切注视着事情的进展，在世界范围内都洋溢着一种对于W7-X装置的兴奋之情。”

　　在托克马克设计中，采用了两组强大的磁铁提供对等离子体的约束，其中一组被设置在真空腔四周，另外一组则设置在内部，作用是驱动真空腔内的等离子体运动。然而这样的设计将会造成装置的内部磁场强度比外部更强，于是托克马克装置内部的等离子体就有可能冲向设备外壁并在那里与电子结合，重新变成原子。

　　而在“仿星器”设备中，等离子体是采用外部磁线圈产生的扭曲磁感线对内部运行的等离子体进行约束的，因此也就不存在这样的问题。

　　“仿星器”设计中的核心部件便是高度大约3.5米得到磁线圈装置，而整个仿星器设备的宽度大约为16米左右。